Foros Ciencias Galilei

Un cuerpo de 100 g se desplaza con una velocidad de 20 m/s. A partir de un determinado instante se le aplica una fuerza de 50 N que se mantiene constantemente perpendicular a la dirección del movimiento. Calcular el radio de la trayectoria que describirá y el número de vueltas que dará por segundo.

Esto de la dinámica del movimiento circular lo hemos visto nuevo en Bachillerato, porque en 4º de ESO no se da.
No sé que fuerzas plantear.
Un saludo.

Fc = M·V²/R

50 = 0,1·20²/R

R = 0,1·20/50 m

Para calcular el nº de vueltas por segundo hay que calcular la velocidad angular:

V = ω·R

ω = V/R

La ω son los radianes que recorre por segundo.
Se divide la ω entre 2·π y se obtiene las vueltas por segundo.

Pero según el enunciado (lo que yo he entendido), es que el cuerpo al principio gira a una velocidad lineal cte. de 20 m/s y que después se le aplica una fuerza de 50 N en dirección perpendicular a la trayectoria, entonces al ser constante esta fuerza, la velocidad también será constante. Ahora bien, si al principio ya realizaba un movimiento circular, llevaba esa velocidad lineal igual al producto de ω (sea cual sea el radio, omega siempre será cte.) y un radio X; pero si se aplica la fuerza de 50 N el radio total será el radio del inicio más el que forme la fuerza de 50 N, y por lo tanto al ser mayor que el radio inicial, la velocidad lineal será superior. No sé si me he explicado bien, pero es que yo he entendido ésto y quizás por eso no me ha salido el problema, porque lo que has comentado ya lo he pensado. O yo lo he interpretado mal o el enunciado induce a confusión.

un saludo.

Hay no dice que siga un movimiento circular. Dice que va a 20 m/s y entonces se le aplica una fuerza perpendicular el movimiento...



Ten cuidado con lo que dices.  

¿Pero su trayectoria no tendría que ser circular? Si sigue un movimiento en línea recta y su trayectoria es recta, no veo cómo puede ser que mediante una fuerza perpendicular constante siga una trayectoria curva.
En cuanto a lo 2º, si es una fuerza constante la que se le aplica, que según a lo que se supone que se refiere el problema (al principio sigue un MRU para pasar a realizar un MCU) es una fuerza centrípeta, la aceleración normal varía a causa del cambio en la dirección de la velocidad, pero la velocidad lineal en todo momento es la misma, pues la Fuerza centrípeta y la aceleración normal son constantes, y el radio no varía.

Un saludo.

Un chaval va en linea recta en patines y se acerca a un poste donde hay, atado a él, una cuerda de longitud desconocida. Se sabe que al agarrarse a la cuerda, la tensión de ésta es de 50 N. Calcular la longitud de ella.

Mientras el chaval va en patines mantiene su velocidad cte y en linea recta (no tiene aceleración). Al agarrarse a la cuerda, ésta hace una fuerza central (hacia el poste) que le produce una aceleración centrípeta (cambio en la dirección de la velocidad) pero no modifica su velocidad lineal (aceleración tangencial cero).

Es como la Luna. La Tierra tira de ella hacia su centro provocando una aceleración central (cambio de dirección) pero no modifica su celeridad (módulo de V) porque la fuerza que ejerce es perpendicular a su movimiento. Si la Tierra dejara de tirar de ella, se largaría con velocidad cte y en linea recta.

Digamos hay dos tipos de aceleraciones: La que producen un cambio en el módulo de la velocidad (tangencial) y las que producen un cambio en su dirección (normal o radial).

Cuando vas en un coche y frena o acelera es aceleración tangencial (at = ∆V/t)
Cuando toma una curva (el cuerpo se va hacia la puerta) es la aceleración normal o radial (an = V²/R)

Cuando un coche acelera en una curva entran en juego las dos aceleraciones.

Si la fuerza es cte, la aceleración (tangencial) es cte (no la velocidad)

Si la fuerza cte es radial, la velocidad (vector) no es cte, sólo su módulo.

Para que la velocidad (vector) sea cte no puede haber fuerzas aplicadas.

Vale, ha sido imprecisión mía.
Es que hasta este curso la aceleración y la velocidad las tomabamos siempre como escalares y ha sido ahora en 1º de BTO. cuando las hemos visto como vectores; y a veces se me escapan este tipo de "burradas". Intentaré andar con más cuidado y tener presente para ello este ejemplo, pues un error de estos en el examen y el profesor me cruje,  
Yo me refería al módulo de la velocidad.
Gracias por la explicación pues ya he entendido el ejercicio.
Un saludo.